阅读说明：本技术 多工具施工机械 () 是由 E·瓦格纳 G·梅杰 赵云峰 于 2018-08-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种施工机械,包括机械框架和铰接臂架,所述铰接臂架枢转地安装在机械框架上。所述施工机械被配置为以装载机模式和挖掘机模式操作,在装载机模式中,第一工具被安装到所述铰接臂架上,而在挖掘机模式中,第二工具被安装到所述铰接臂架上。所述施工机械还包括用于存放所述第一工具和/或所述第二工具的工具存放器。所述施工机械被配置成将安装在所述铰接臂架上的第一工具和第二工具中的一个替换为存放在所述工具存放器中的第一工具和第二工具中的另一个。本发明还涉及一种变换操作模式的方法和一种对施工机械的操作模式的进行选择的方法。()

多工具施工机械

技术领域

本发明涉及一种构造为在装载机模式和挖掘机模式下操作的施工机械。这样的施工机械可以定义为一种组合的装载机-挖掘机。

本发明还涉及一种利用铰接臂架对施工机械上的工具进行选择的方法，以及一种利用铰接臂架对施工机械上的工具进行变换的方法。

背景技术

在大多数建筑工地上，装载机和挖掘机是用于土方工程或材料搬运。装载机和挖掘机经常是在一起被使用，分别进行装载工作和挖掘工作。

为了在一台机械上提供装载机和挖掘机的功能，在建筑工地上使用具有两个分开的臂架的多功能施工机械，这两个独立臂架即在具有装载机铲斗的机械的前端的装载机臂架和在具有挖掘机挖斗的机械的后端的挖掘机臂架。为了变换如此复杂的施工机械的操作模式，机械操作员需要改变他的坐姿，以改变他的视野并使自己对准相应臂架的仪表板。

此外，已知的施工机械在机械的前面具有单个臂架，该臂架可在挖掘机模式下操作也可在装载机模式下操作。为了变换施工机械的工具，该施工机械需要将一种模式的工具放在施工现场的地面，然后从施工现场的地面上拾起另一种模式的工具。因此，变换工具可能会耗费时间，因为施工机械需要移动到需要拾起的工具处，而该工具可能位于远离当前工作位置的位置。

发明内容

根据本发明的施工机械包括机械框架或机械主体和铰接臂架，所述铰接臂架枢转地安装在机械框架上。所述施工机械被配置为以装载机模式和挖掘机模式操作，在装载机模式中，第一工具被安装到所述铰接臂架上，而在挖掘机模式中，与第一工具不同的第二工具被安装到所述铰接臂架上。在装载机模式下，施工机械被布置成执行常规装载机任务、可选地执行轮式装载机任务。可选地，施工机械被配置为在装载机模式下执行常规推土机任务。在挖掘机模式下，施工机械被布置成执行常规挖掘机任务。能在装载机和挖掘机模式下操作的施工机械的配置意味着，所述机械被设置(例如编程)成执行所述常规装载机任务和挖掘机任务。

施工机械的铰接臂架可以是一种多臂式工作装置，特别是三臂式臂架。臂架的臂可以通过铰接件或接头来连接。铰接臂架在施工机械的不同操作模式之间可以进行不同的有效配置。例如，在装载机模式下，铰接臂架可以有效地配置为双臂式臂架和/或在挖掘机模式下，臂架可以有效地配置为三臂式臂架。在装载机模式下，所述铰接臂架的近端臂可以锁定在机械框架上，其中，在挖掘机模式下，所述铰接臂架的近端臂可不会被锁定到机械框架上。

所述施工机械还包括用于存放所述第一工具和/或所述第二工具的工具存放器。所述工具存放器被配置为用于存放没有安装在臂架上因而没有被使用的工具。所述施工机械被配置成将安装在铰接臂架上的第一工具和第二工具中的一个替换为第一工具和第二工具中的没有安装在臂架上而是存放在工具存放器中的另一个工具。所述工具存放器可以是工具放置器和/或工具固定器。第一工具和第二工具可以是不同的，例如，具有不同的尺寸、体积和/或形状。将安装在所述臂架上的工具替换成存放在工具存放器中的工具的施工机械的配置意味着，该施工机械被设置(例如编程)成执行这一任务。

本发明的核心思想在于，具有单个多功能臂架的施工机械被配置成在原地变换其操作模式。换句话说，施工机械的设计是为了在任意的位置能够完全变换其工具和操作模式，因为该机械本身携带用于不同操作模式的不同工具。因此，可以在宏观上不移动机械的情况下进行工具变换。另一种有利的效果是，没有使用的工具不必放在仓库里或储存在仓库里，而是当需要时可以直接在施工机械上使用。

根据本发明的施工机械可以包括底盘，其中机械框架可以枢转地安装在底盘上。所述机械框架可围绕垂直轴相对于底盘进行枢转。所述底盘可包括用于使所述施工机械在地面上移动的布置。为此，所述底盘可包括链条驱动器和/或车轮驱动器。所述底盘也可被定义为所述施工机械的较低机械框架。铰接臂架可安装在所述机械框架和/或底盘上。

所述工具存放器可以包括适于携带所述第一工具的第一工具载体和与所述第一工具载体分离并适于携带所述第二工具的第二工具载体。所述第一工具载体和/或所述第二工具载体可以包括工具架和/或工具支架。第一工具载体和第二工具载体可以设置在施工机械的不同位置。在所述施工机械上设置第一和第二工具载体具有这样的优点：在变换操作模式时，可以在不将其中一个工具放在地面上的情况下进行第一和第二工具的拾起和放置。因此，在操作的所有阶段，第一工具和第二工具都可以是设置在施工机械上。所述第一工具载体和/或第二工具载体可以包括用于包围第一和/或第二工具的外壳。

所述第一和/或第二工具载体能够以可移动的方式布置在施工机械上。所述工具载体能够以可枢转的和/或可移位的方式布置在机械框架上或底盘上，使其能够相对于机械框架或底盘枢转和/或移动。所述工具载体可以设置在所述机械框架的左右侧，并可相对于所述施工机械的正向移动方向枢转到其前侧或后侧。因此，工具可以通过铰接臂架在机器的前部或后部处拾起或放置，而不需要将所述臂架围绕垂直轴枢转，因为工具载体本身能够转向臂架。

根据本发明的施工机械实施例，第一工具载体设置在底盘上，第二工具载体设置在施工机械的机械框架上。为了从第一工具载体处拾起第一工具和在第一工具载体中放置第一工具，可以通过使机械框架相对于底盘枢转从而将铰接臂架枢转到第一工具载体处。为了从第二工具载体处拾起第二工具和在第二工具载体中放置第二工具，所述第二工具载体可向铰接臂架移动，特别是枢转。本实施例的优点是，通常体积大的且较重的用于装载机模式的第一工具可以设置在施工机械的较低部分，以使负载最小化。此外，本实施例允许最佳地利用施工机械上的空间来存放不同的工具。

所述第一工具载体可以包括用于固定所述第一工具的第一固定装置和/或所述第二工具载体可以包括用于固定第二工具的第二固定装置。固定装置可以包括至少一个夹具，用于与要携带的工具接合。所述固定装置可调整以对要保持的工具施加压力。另外，所述固定装置可包括用于与要携带的工具接合的至少一个销。销可以是液压驱动的，也可以是电驱动的。提供固定装置可增加施工机械上的工具的安全存放。

根据实施例，本发明的施工机械包括：第一工具，在装载机模式下所述第一工具可安装到铰接臂架；第二工具，在挖掘机模式下所述第二工具可安装到铰接臂架。所述第一工具和所述第二工具以及所述铰接臂架可被配置为使所述工具可由安装在所述铰接臂架的远端的工具拾起，可选地不需要操作者的帮助。换句话说，工具的拾起和放置可以由施工机械本身来执行。

第一工具可以是装载机铲斗，第二工具可以是挖掘机挖斗。所述第一工具载体可适用于携带所述装载机铲斗，所述第二工具载体可适用于携带所述挖掘机挖斗。与挖掘机挖斗相比，装载机铲斗的铲斗体积可能会更大。装载机铲斗可能比挖掘机挖斗要宽。装载机铲斗可配置为用作推土机工具。

根据本发明所述施工机械的实施例，所述工具存放器进一步配置为同时存放第三工具。所述第二工具载体可被配置为除了携带第二工具之外还携带第三工具。可选地，所述第二工具载体包括用于锁定所述第二工具的固定装置和用于锁定所述第三工具的另一固定装置。另外或可替代地，所述施工机械可包括用于携带所述第三工具的附加第三工具载体。第三工具载体可以是和第一和/或第二工具载体分离。所述施工机械可配置为用铰接臂架从所述工具存放器中拾起和放置所述第三种工具。因此，根据本发明的所述施工机械可以是一种用于不同作业任务的具有三种工具的多工具施工机械，其中所有这些工具都可以由所述施工机械同时携带。

根据本发明的施工机械可以包括在挖掘机模式下安装在所述铰接臂架的第三工具。第三工具可以是锤子。所述锤子可以是用于对混凝土和/或岩石进行松动的液压锤。另外或可替代地，所述施工机械可包括刀头、破碎机、钻具、用于提升托盘的叉子、吊钩和/或用于抬起人的篮子。可选地，所述工具存放器被配置为携带所述附加的工具，并且所述施工机械被配置为利用铰接臂架从/在工具存放器中自动拾起和放置所述工具。

根据本发明的施工机械的一个实施例，铰接臂架包括多个臂，可选地包括三个，它们以相互串联的方式进行枢轴式连接，其中，所述施工机械还包括用于选择性地锁定铰接臂架的臂的锁定装置，所述锁定装置是直接连接在机械框架上，以便在装载机模式中阻止所述臂与机械框架之间发生任何相对运动。铰接臂架的臂与机械框架直接连接，该臂也可定义为近端臂。近端臂能够连接到中间臂，中间臂能够连接到远端臂。锁定装置允许在装载机模式和挖掘机模式之间方便地变换施工机械的操作模式。具体来说，通过锁定装置，铰接臂架的有效配置可以从挖掘机模式中的三臂式臂架变换为装载机模式中的双臂式臂架，从而允许在装载机操作模式中增加刚度和在挖掘机操作模式中提高操作灵活性。

此外，本发明涉及一种利用铰接臂架对施工机械的操作模式进行变换的方法。所述施工机械可以是根据上述实施例中的任何一种施工机械。所述方法包括：通过所述铰接臂架将安装在所述铰接臂架上用于在第一和第二操作模式之一中使用的工具进行放置的步骤。随后，所述方法包括步骤：通过铰接臂架从所述施工机械上的工具存放器中拾起在所述第一和第二操作模式中的另一种模式下使用的工具。所述铰接臂架拾起第一工具或第二工具的步骤可包括将选择的工具安装在所述臂架的远端处的工具安装器上。这一步骤可以在不需要人工干预的情况下由臂架自动执行。

根据本发明的方法的一个实施例，所述工具存放在工具存放器中。因此，在从工具存放器中拾起在第一和第二操作模式中的另一模式中使用的工具之前，可以先将安装在铰接臂架上用于在第一和第二操作模式之一中使用的工具放置在工具存放器中。放置和拾起是由铰接臂架本身执行的。本实施例的优点是，在变换工具期间，在所述机械上提供了这两种工具。因此，不需要将任何工具放在地面或其他地方。另一个优点在于不需要额外的机器或工具来进行工具变换。

根据本发明的另一个方面，提供了一种利用铰接臂架对施工机械的操作模式进行选择的方法。所述施工机械可在第一操作模式和第二操作模式下操作，所述第二操作模式与第一操作模式不同。可选地，所述施工机械是根据上述实施例中的任何一种施工机械。所述方法包括以下步骤：在施工机械上同时为第一操作模式提供第一工具和为第二操作模式提供第二工具，以及通过铰接臂架拾起和放置第一工具和第二工具中的一个，用于在第一或第二操作模式下施工机械的操作。在施工机械上提供第一工具和第二工具可理解为在施工机械上或由施工机器携带、保持和/或支撑这些工具。换句话说，所述施工机械可以同时携带、保持和/或支撑至少两个工具。

根据本发明的实施例，本发明的方法包括步骤：将直接连接到机械框架(即近端臂)的铰接臂架锁定到施工机械的机械框架上，以阻止所述臂架与机械框架之间发生任何相对运动。锁定近端臂可以使所述施工机械在装载机模式下运行，并且解锁近端臂可以使所述施工机械在挖掘机模式下工作。所述铰接臂架可能是三臂式臂架，可以通过锁定近端臂有效地减少为双臂式臂架。

根据一个实施例，所述第一操作模式是装载机模式，所述第二操作模式是挖掘机模式。

本发明还涉及一种控制系统，所述控制系统被配置为执行对在施工机械上的工具进行选择的方法和/或对根据上述任何一种实施例的施工机械上的工具进行变换的方法。

附图说明

图1示出了根据本发明实施例的施工机械在挖掘机模式下的侧视图。

图2示出了图1中的施工机械在操作模式变换期间的透视图，该操作模式变换为从图1中所示的挖掘机模式变换成另一模式或从另一模式变换成图1中所示的挖掘机模式。

图3示出了图1的施工机械在锤子模式下的侧视图。

图4示出了图1的施工机械在操作模式变换期间的透视图，该操作模式变换为从图3中所示的锤子模式变换成另一模式或从另一模式变换成图3中所示的锤子模式。

图5示出了图1的施工机械在装载机模式下的侧视图。

图6示出了图1的施工机械在推土机模式下或在操作模式变换期间的侧视图，该操作模式变换为从图5中所示的装载机模式变换成另一模式或从另一模式变换成图5中所示的装载机模式。

图7示出了图1的具有工具变换器的施工机械在存放状态下的上部结构的底侧平面图。

图8示出了图1的具有工具变换器的施工机械在存放状态下的上部结构的上侧平面图。

图9示出了图1的具有工具变换器的施工机械在对齐状态下的上部结构的底侧平面图。

图10示出了图1的具有工具变换器的施工机械在图9中的对齐状态下的上部结构的上侧平面图。

图11示出了图1的具有工具变换器的施工机械在另一对齐状态下的上部结构的底侧平面图。

图12示出了图1的具有工具变换器的施工机械在图11中的另一对齐状态下的上部结构的上侧平面图。

图13示出了根据本发明实施例的图1中的施工机械的装载工具变换器的侧视图。

图14示出了图13中的装载工具变换器的另一侧视图。

图15示出了图13中的装载工具变换器的上方的平面图。

图16示出了在不带有工具情况下的图13的工具变换器的侧视图。

图17示出了图16的工具变换器的另一个侧视图。

图18示出了图16的工具改变器的上方的平面图。

图19示出了处于未锁定配置的装置的透视图，该装置包括机械框架和根据本发明实施例的图1的施工机械的铰接臂架。

图20示出了图19的装置的截面图。

图21示出了在锁定配置中的图19的装置的透视图。

图22示出了图21的装置的截面图。

具体实施方式

参照附图1至22描述本发明的实施例。

图1至6示出了根据本发明实施例的多工具施工机械1，其中展现在不同的操作模式下的施工机械1。施工机械1包括底盘4、上部结构5和铰接臂架2。

底盘4可以是链驱动底盘4或轮驱动底盘(未示出)。上部结构5能够以可枢转的方式布置在底盘4上，以便相对于底盘4旋转。上部结构5相对于底盘4的可旋转性通过围绕垂直旋转轴实现的。可选地，上部结构5相对于底盘4是360°可旋转的。

上部结构5可包括作为上部结构5的底架或基本框架的机械框架6。上部结构5还可以包括驾驶室9、发动机液压单元15和/或平衡器16。上部结构5还可以包括至少一个电池(未示出)和至少一个电动机(未示出)，电动机可连接到电池以对多工具施工机械1或其至少一个部件进行操作。例如，底盘4、上部结构5和/或铰接臂架2可由电动机操作。还可以设置用于操作液压致动器的液压泵(未示出)和用于使上部结构5相对于底盘4旋转的转盘驱动器(未示出)。电动机可以驱动液压泵。驾驶室9、发动机液压单元15和平衡器16可布置在机械框架6上。上部结构5还可以包括凹部7。凹部7可形成在机械框架6之上，以便在向着或对着机械框架6进行折叠时容纳铰接臂架2的至少一部分(即近端臂62)。驾驶室9、发动机液压单元15和/或平衡器16可布置在凹部7周围。换句话说，凹部7可以被驾驶室9、发动机液压单元15和/或平衡器16包围。如图8、10和12所示，发动机-液压单元15可设置在凹部7的两侧。驾驶室9以及发动机-液压单元15可分别布置在上部结构5和机械框架6的相对侧上。铰接臂架2可布置在驾驶室9和发动机-液压单元15之间。

铰接臂架2可布置在上部结构5上，其中铰接臂架2可以特别地是三臂式臂架2或可选地是双臂式臂架(未示出)。在一个臂架端，铰接臂架2可以通过第一铰接件61枢转地附接到机械框架6。第一铰接件61可以是枢转接头。第一铰接件61可以朝上部结构5的横向方向设置在机械框架6的中心位置且朝上部结构5纵向方向设置在上部结构5的垂直旋转轴前面。工具安装器3可枢转地布置在未附接到机械框架6的铰接臂架2的另一端。

铰接臂架2可以包括近端臂62、中间臂64和远端臂66。近端臂62可以通过第一铰接件61铰接到机械框架6，中间臂64可以通过第二铰接件63铰接到近端臂62，和/或远端臂66可以通过第三铰接件65铰接到中间臂64。铰接件61、63、65可设计为枢转接头。第一铰接件61可以分别将近端臂62和上部结构5和机械框架6互相连接，第二铰接件63可以将中间臂64和近端臂62互相连接，第三铰接件65可以将远端臂66和中间臂64互相连接。

铰接臂架2还可以包括用于将近端臂62枢转的第一定位缸82、用于将中间臂64枢转的第二定位缸84、用于将远端臂66枢转的第三定位缸86和/或用于将工具安装器3枢转的第四定位缸88。

第一定位缸82可铰接到第一铰接件61后面的机械框架6。此外，第一定位缸82可以铰接到近端臂62的远端的背面，背面是远离中间臂64面向的一侧。第一定位缸82可以是用于使整个铰接臂架2相对于机械框架6枢转的动臂油缸。第二定位缸84可铰接到近端臂62的远端和中间臂64的远端。第二定位缸84可以布置在中间臂64下面。第三定位缸86可铰接到中间臂64的近端和远端臂66的近端。第三定位缸86可布置在中间臂64上方和/或第二定位缸84上方。在臂架的所有操作位置第二定位缸84和第三定位缸86可基本上相互平行地布置。第四定位缸88可铰接到远端臂66的近端和远端臂66远端的工具安装器3。第四定位缸88可布置在远端臂66(即远端臂66上远离近端臂62面向的那一侧)上方。

不同的工具10、20、30可设置在施工机械1上，这些工具配置为安装到枢转地连接到远端臂66的工具安装器3上。第四铰接件67可以将远端臂66和工具安装器3互相连接。未安装到工具安装器3的工具10、20、30由施工机械1携带。第一工具10可以是装载机铲斗11，第二工具20可以是挖掘机挖斗21，第三工具30可以是锤子31，其中在施工机械1上至少可以提供装载机铲斗11和挖掘机挖斗21。锤子31可以是液压锤。或者，在该机械上只能提供不同工具10、20、30中的两个工具。

底盘4可以包括第一工具载体40，上部结构5还可以包括第二工具载体50，其中第一工具载体40和/或第二工具载体50可以在施工机械1上提供工具存放器。第二工具载体可被配置为一个工具变换器50。第一工具载体40可以布置在底盘4的后侧，并且可以配置为携带第一工具10。第一工具载体40可以是可倾斜的，并且可以在如图1-5所示的向上位置和如图6所示的向下位置之间移动。向上位置可用于携带第一工具10，向下位置可用于利用第一工具10(例如装载机铲斗11)与施工机械1一起进行推土机工作。换句话说，在向上位置，第一个工具10与地面存在间隔，而在向下位置第一个工具10与地面接触或至少接近地面。第一工具载体40和/或第二工具载体50可以由至少一个电池(未示出)和至少一个电动机(未示出)提供动力。

第二工具载体50可以布置在上部结构5的前端，其中第二工具载体50可以定位在与铰接臂架2相邻的位置和/或在发动机-液压单元15的前面。铰接臂架2可以布置在驾驶室9和第二工具载体50之间。第二工具载体50可以容纳在机械框架6的框架凹部8中，并且可以从如图1、3、5和6所示的存放位置枢转到如图2和4所示的至少一个枢转位置。对此，第二工具载体50可枢转地连接到机械框架6。第二工具载体50的枢转运动可由定位缸52(例如液压定位缸)提供。两个工具20、30可以由第二工具载体50携带。工具20、30可以是挖掘机挖斗21和锤子31，两者都可安装到工具安装器3。

可替代地，相对于第二工具载体50可移动地附接到机械框架6，第二工具载体50也可以用至少两个连接件或铰接件(未示出)附接到机械框架6。连接件可以布置在机械框架6和/或第二工具载体50上，其中连接件可以包括旋转接头或枢转接头，旋转接头或枢转接头用于支撑第二工具载体50和可枢转地将第二工具载体50从如图1、3、5和6所示的存放位置移动到至少一个如图2和4所示的枢转位置。因此，连接件能够以像铰链一样的方式将第二工具载体50和机械框架6互相连接起来。该连接件还可提供用于将第二工具载体50枢转的四杆机构或曲柄摇杆机构。该四杆机构可包括四个接头，其中两个可布置在机械框架6上。第二工具载体50可以可枢转地或刚性地附接到四杆机构的另外两个没有布置在机械框架6上的接头中的至少一个上，而且这两个另外的接头都是相对于机械框架6可枢转地移动的。根据这些机械中的一个，第二工具载体50可以在一段圆弧上移动。这种将第二工具载体50附接到机械框架6的设计可能是有利的，因为它可以在将第二工具载体50定位以进行工具变换时提供更多的灵活性。

进一步可替代地，相对于第二工具载体50可移动地附接到机械框架6，第二工具载体50也可以用至少一个不可枢转的连接件(未示出)附接到机械框架6，优选地使用两个不可枢转的连接件。这样的一个不可枢转的连接件可以布置在机械框架6和/或第二工具载体50上，其中该不可枢转的一个连接件可以是滑块或转轮，用于携带第二工具载体50和将第二工具载体50从如图1、3、5和6所示的存放位置线性地移动到如图2和4所示的至少一个移出位置。因此，该不可枢转的一个连接件能够以线性可调的方式将第二工具载体50和机械框架6互相连接。同此，第二工具载体50可沿直线运动路径移动。因此，该至少一个连接件可提供第二工具载体50的线性拉出。

随后参考图1至6描述施工机械1的不同操作模式。

图1示出了在挖掘机模式下的施工机械1，该挖掘机模式为施工机械1的一个操作模式。在这种操作模式下，铰接臂架2可以设置为未锁定配置，使得所有的臂架铰接件61、63、65、67都是没有锁定的，并且所有的臂62、64、66都是可移动的。在这种挖掘机模式中，挖掘机挖斗21可以安装到工具安装器3上。装载机铲斗11和锤子31可由施工机械1通过将其存放在工具存放器(即第一工具载体10或第二工具载体50)中来携带。

图2示出了图1的施工机械通过附接至铰接臂架2的远端臂66上的工具安装器3来选择或拾起挖掘机挖斗21的步骤过程，用于在挖掘机模式下操作如图1所示的施工机械1。在此，挖掘机挖斗21可由工具安装器3从第二工具载体50的第一工具保持部分152中取出。为了允许这样的拾起，第二工具载体50可以从如图1所示的存放位置枢转到第一变换位置。在第二工具载体50的第一变换位置中，可由工具安装器3从工具载体50中拾起挖掘机挖斗21。因此，所述第一变换位置位于铰接臂架2的工作空间中，即位于所述铰接臂架2的工具安装器3可到达的位置。工具安装器3可自动卡扣进挖掘机挖斗21中。为了到达第一变换位置，第二工具载体50可以从存放位置旋转90°，这可以从图1和2的比较中推论得到。

图3示出了锤子模式下的施工机械1，锤子模式作为施工机械1进一步的操作模式。在这种操作模式下，铰接臂架2可以设置为未锁定配置，其中所有臂架铰接件61、63、65、67是可移动的。锤子31可安装在工具安装器3上，装载机铲斗11和挖掘机挖斗21可由施工机械1携带。

图4示出了施工机械1处于选择或拾起锤子31的步骤中，该选择或拾起是通过附接在铰接臂架2的远端臂66上的工具安装器3来完成，以进行图3所示的施工机械1的操作。在此，锤子31可通过工具安装器3从第二工具载体50的第二工具保持部分154中取出。为了允许这样的拾起，第二工具载体50可以从如图3所示的存放位置枢转到第二变换位置。在工具载体50的第二更换位置中，可通过工具安装器3从工具载体50中拾起锤子31。因此，所述第二变换位置位于铰接臂架2的工作空间中。工具安装器3可以自动地卡扣入锤子31中。为了到达第二变换位置，第二工具载体50从存放位置以小于90°的角度进行枢转，这可以从3和4图的比较中推论得出。

图5示出了装载机模式下的施工机械1，装载机模式作为施工机械1进一步的操作模式。在这种操作模式下，铰接臂架2可以设置为部分锁定配置，其中，通过将铰接臂架2的近端臂62与施工机械1的上部结构5和/或机械框架6联锁，从而将第一铰接件61封锁。在装载机模式下，铰接臂架2可实际上是一个双臂式臂架。装载机铲斗11可安装到工具安装器3，并且挖掘机挖斗21和锤子31可由施工机械1携带。

图6示出了推土机模式下的施工机械1，推土机模式作为施工机械1进一步的操作模式。在这种操作模式下，铰接臂架2可能无法操作。在操作模式转变为挖掘机模式的过程中，施工机械1具有与图6中所示的结构相同的配置。为了进行这样的变换，上部结构5围绕垂直旋转轴枢转以将铰接臂架的工具安装器3移动到附接在第一工具载体40的装载机铲斗11的上方，通过这样的方式，装载机铲斗11可由第一工具载体40的工具安装器3取出。上部结构5可从底盘4的前方枢转180度到底盘4的后方以拾起装载机铲斗11。工具安装器3可以自动卡扣在装载机铲斗11中。在利用工具安装器3拾起装载机铲斗11后，上部结构可相对于底盘旋转180度。此后，如图5所示，近端臂62可分别与上部结构5和机械框架6联锁。

随后参考在图7至12中描述的第二工具载体50(即工具变换器)的配置。在这些图中，仅从上方和下方图示了施工机械1的上部结构5和变换器50。工具变换器50包括定位缸52和工具载体铰接件54(例如枢转接头)。

定位缸52可枢转地附接到与上部结构5的垂直旋转轴邻近的机械框架6，并进一步可枢转地附接到第二工具载体50的底板55上。当将定位缸52的活塞杆53伸展时，第二工具载体50可以向外枢转到至少一个变换位置(即枢转到第一和第二变换位置)，并且当缩回活塞杆53时，第二工具载体50可以向内枢转回到其存放位置。

为了通过定位缸52提供第二工具载体50的枢转运动，第二工具载体50的工具载体铰接件54可分别布置在上部结构5和机械框架6上。第二工具载体50可以通过铰接部分156铰接到工具载体铰接件54上，工具载体铰接件54可以附接到底板55上，并且可以构造为用于提供所述枢转运动的枢轴臂157。如上文所述，这也可以通过四杆机构来实现。

图7和8示出了在存放位置的第二工具载体50，在该位置中第二工具载体50分别容纳在上部结构5和机械框架6中。特别地，在存放位置中，第二工具载体50分别位于上部结构5和机械框架6内的框架凹部8中。例如，所述凹部8可以从上面的图10和12中看到。如图8所示，如果第二工具载体50处于所述存放位置，则施工机械1是在处于装载机模式，其中挖掘机挖斗21和锤子31可由工具载体50携带。工具变换器50的存放位置也可以被定义为工具交换过程的初始位置。

图9和10示出了在第一变换位置的第二工具更换器50，其中工具更换器50向外枢转并远离机械框架6。第一变换位置可以是处于对齐状态，在该状态下，放在第二工具载体50上的锤子31可由铰接臂架2的工具安装器3(两者均未示出)拾起。利用铰接臂架2从第二工具载体50中拾起锤子，施工机械1的操作模式可以变换为锤子模式。在所述锤子模式下，挖掘机挖斗21仍可被携带在第二工具载体50上。

图11和12示出了第二更换位置的工具变换器50向外枢转并远离机械框架6。第二更换位置可以是处于对齐状态，在该状态下，放在第二工具载体50上的挖掘机挖斗21可由铰接臂架2的工具安装器3(两者均未示出)拾起。利用铰接臂架2从第二工具载体50中拾起挖掘机挖斗21，施工机械1的操作模式可以变换为挖掘机模式。在所述挖掘机模式下，锤子31仍可被携带在第二工具载体50上。

图13到18示出了具有工具20、30的工具更换器50和不具有工具20、30的工具更换器50。挖掘机挖斗21和锤子31可以在第二工具载体50上相邻地布置，其中挖掘机挖斗21可以布置在定位缸52旁边，锤子31可以布置在铰接部分156旁边。挖掘机挖斗21和锤子31可以位于工具载体50的相对部分。在工具更换器50的存放位置中，挖掘机铲斗21(即其对称面)可以垂直于铰接臂架2的工作平面进行布置，在铰接臂架2的工作平面中铰接臂架2的近端臂62、中间臂64和远端臂66被移动。从上往下看锤子31可以相对于挖掘机挖斗21倾斜地布置。此外，如图2、4、10和12所示，工具21、31可以这样的方式布置在第二工具变换器50上，即使得工具21、31分别与处于第一变换位置(挖掘机挖斗21)和第二变换位置(锤子31)的中铰接臂架2的工作平面对齐，即工具21、31的对称面分别与处于第一变换位置(挖掘机挖斗21)和第二变换位置(锤子31)的中铰接臂架2的工作平面平行。

可替代地，关于第二工具载体50上的挖掘机挖斗21和锤子31的布置，挖掘机挖斗21可以布置在铰接部分156旁边，锤子31可以布置在定位缸52旁边(未示出此布置)。换句话说，如上文所示和描述，挖掘机挖斗21和锤子31能够以互换的方式布置。同样，在该替代布置中，在工具变换器50的存放位置处，挖掘机挖斗21(即其对称面)可垂直于铰接臂架2的工作平面。然而，挖掘机挖斗21也有可能在工具变换器50的存放位置上相对于铰接臂架2的工作平面倾斜地布置。从上往下看锤子31可以相对于挖掘机挖斗21倾斜地布置。在一个实施例中，在所述顶视图中锤子31的对称面相对于挖掘机挖斗21的对称面倾斜地布置。此外，在该替代的布置中，工具21、31可以这样的方式布置在第二工具变换器50上，即工具21、31是分别与第一变换位置(挖掘机挖斗21)和第二变换位置(锤子31)的中铰接臂架2的工作平面对齐，即工具21、31的对称面分别与第一变换位置(挖掘机挖斗21)和第二变换位置(锤子31)的中铰接臂架2的工作平面平行。在该替代的布置中，如上文所述，为了到达第一变换位置，第二工具载体50可从存放位置枢转90°。然而，为了到达该替代布置中的第二变换位置，第二工具载体50可从存放位置枢转大于90°。这一替代布置可能是有利的，因为相对于锤子31施工机械1可能更经常地使用挖掘机挖斗21进行操作，挖掘机挖斗21布置在铰接部分156旁边允许快速安装。在第二工具载体50上的工具21、31的这种替代布置可进一步提高坐在驾驶室9中的驾驶员的可见距离。

第二工具载体50可以具有两个工具保持部分152、154。挖掘机挖斗21可以被携带在第一工具保持部分152处，而锤子31可以被携带在第二工具保持部分154处。底板55可分为所述两个保持部分152、154。在第一工具保持部分152内，可设置用于支撑挖掘机挖斗21的底座56。底座56可以包括用于容纳挖掘机挖斗21的斜面。

为了固定这些工具，第二工具载体50可包括夹紧装置153、155，用于固定这些工具。第一夹持装置153可作为用于保持挖掘机挖斗21的第一工具保持部分152上的夹具，第二夹持装置155可作为用于保持锤子31的第二工具保持部分154上的另一个夹具。两个夹紧装置153、155都可以由液压缸151驱动。第一夹紧装置153可以是推杆式(pusher-type)或槌式(pestle-type)，以对挖掘机挖斗21向着底座56施加压力。第二夹持装置155可以是钳子型的，用于从锤子31的两对侧向锤子31施加夹持力或压力。

为了将装载机铲斗11固定到第一工具载体40，可以在机械框架6上提供一个接口，该接口可以包括至少一个用于与装载机铲斗11接合的元件。例如，将销驱动进楔形物种以实现接合。

图19至22示出了一个装置100，包括机械框架6的至少一部分、铰接臂架2(可枢转地连接到机械框架6)和锁定装置70。铰接臂架2的近端臂62的铰接件61可以布置在机械框架6的前部，锁定装置70可以布置在机械框架6的后部。这两个部分之间的距离可大致对应于近端臂62的长度。

此外，图19至22示出了铰接臂架2的近端臂62和中间臂64的折合位置，其中机械框架6和近端臂62形成一个锐角以及近端臂62和中间臂64形成一个锐角。在折合的情况下，铰接臂架2的第一定位缸82、第二定位缸84和第三定位缸86基本上是互相平行的。

锁定装置70可以包括双钩72或单钩(未示出)和臂支架74。臂支架74提供了一个支托面，近端臂62抵着该面被支撑。钩72可由液压缸73驱动。钩72能够被布置成可与安装在近端臂62上的销89相连接。此外，销89可主要用于固定近端臂62的第一定位缸82的活塞杆销眼90。

图19和20显示出一种脱钩状态，在这种状态下，钩72不与销89接合。然而，近端臂62是位于臂支架74上，允许被钩72勾住。在这种脱钩状态下，铰接臂架2可以在例如挖掘机或锤子模式下以三臂式臂架进行操作。

图21和22示出了勾住状态，其中钩72与销89接合。近端臂62位于臂支架74上，用于稳定装置100。基于这种连接状态，铰接臂架2可以在例如装载机或推土机模式下以双臂式臂架进行操作。在这种勾住状态下，近端臂62与机械框架6联锁。

根据本发明如图1至22所示的实施例，当多个工具10、20、30直接设置在机械主体上时，单个施工机械1可有效地在多个不同的操作模式下进行操作。这些工具可以通过使用工具变换器50自动地变换，其中多臂式臂架2可以部分地封锁，以允许根据施工机械1的不同操作模式定制可变的臂架操作。